JPH058526B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH058526B2 JPH058526B2 JP59251175A JP25117584A JPH058526B2 JP H058526 B2 JPH058526 B2 JP H058526B2 JP 59251175 A JP59251175 A JP 59251175A JP 25117584 A JP25117584 A JP 25117584A JP H058526 B2 JPH058526 B2 JP H058526B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide layer
- tin oxide
- layer
- conductive substrate
- zno
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は透光性導電基板に関する。
［従来の技術］
従来より、ZnOは透明導電性であり、かつ
SnO2、Cd2SnO4、ITO、ITO／SnO2、In2O3など
よりも低抵抗でかつ透光性が高いため、透明電極
の分野に使用する試みがなされている。 しかしながら、たとえば太陽電池の入光側の基
板として用いようとして、透光性基板上にZnO層
を形成し、その上にSiH4やSiF4＋H2などの水素
原子を含有するガスを用いて、グロー放電分解法
や光CVD法などにより半導体層を形成しても、
太陽電池特性を示さなかつたり、たとえ太陽電池
特性を示したとしても交換効率が１％以下と極め
て小さい。またZnO層には空気に触れると変色し
やすいという欠点もある。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、ZnOを透明電極として使用し、その
上に水素原子を含むガスからグロー放電分解法や
光CVD法などにより半導体層を形成して太陽電
池を製造すると、太陽電池特性を全くあるいはほ
とんど示さないという問題や、空気に触れると変
色するという問題を解決するためになされたもの
である。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、透光性基板／ZnO層／酸化スズ層、
カドミウムスズ酸化物層または酸化チタン層なる
構造を有し、前記酸化スズ層、カドミウムスズ酸
化物層または酸化チタン層が導電性であることを
特徴とする透光性導電基板に関し、ZnO層上に設
けた酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層または
酸化チタン層でもつて、水素原子を含有するガス
状物を分解する際に副生する活性水素がZnOにダ
メージを与えることを防止し、良好な太陽電池特
性を示す半導体素子を与えたり、空気で変色した
りしにくいようにしたものである。 ［実施例］ 本発明に用いる透光性基板としては、青板、白
板などの可視光に対して透明なガラス基板や、人
工サフアイヤ、石英、その他のセラミツクスなど
からの基板、PETなどの耐熱性高分子フイルム
製の基板などがあげられる。このような透光性基
板としては、通常、厚さ0.1〜10mm程度のものが
使用され、無反射処理をしないものであつてもよ
く、該処理をしたものであつてもよく、可視光に
対して透明であり、必要とされる強度を有するか
ぎりとくに限定はない。 本発明におけるZnO層は透明電極として使用さ
れるため、可視光に対して透明であり、透明電極
として要望される電導性、すなわちシート抵抗が
20Ω／□以下、好ましくは10Ω／□以下、さらに
好ましくは1Ω／□以下程度であることが必要で
ある。それゆえ、ZnO層の厚さとしては100Å〜
1μｍであることが好ましく、要すればAgなどで
ドープして電導性を上げてもよい。 前記ZnO層はガラスなどの透光性基板上に、た
とえばZnターゲツトなどを用いた通常の反応性
スパツタ法やZnOターゲツトを用いるスパツタ
法、Zn化合物をスプレーや浸漬によりコートし
て熱分解する方法などにより形成すればよい。 ZnO層をAgなどでドープするばあいには、ス
パツタ法によるときはZn中にAgなどを混入させ
てスパツタしたり、薄いAg層などをZnO層にサ
ンドイツチしたりすればよく、熱分解法によると
きはZn化合物中にAg化合物などを混入させたり
して熱分解すればよい。このようにZnO層中に
Agなどを0.1〜2000ppm程度ドープすることによ
り、ZnO層の電導性を1000〜100Ω／□程度から
50〜0.5Ω／□程度にあげることができる。 本発明に用いる導電性の層である酸化スズ層、
カドミウムスズ酸化物層または酸化チタン層は、
水素原子を含有するガス状物をグロー放電分解法
や光CVD法などにより分解するばあいに副生す
る活性水素によりZnO層が損傷をうけ、還元され
るのを防止したり、空気に触れてZnO層、とくに
ドープ剤のAgが変色するのを防止するために
ZnO層上に設けられる層である。該層の目的を充
分はたすためには、その厚さは50〜10000Åであ
ることが好ましく、100〜5000Åであることがさ
らに好ましく、100〜1000Åであることに好まし
く、100〜500Åであることがとくに好ましい。該
層の厚さが50Å未満になると、スパツタ法や熱分
解法などによりZnO層と同様にして層を形成して
も、ZnO層を均一に斑なくおおうことができなく
なりがちであり、また10000Åをこえて厚くする
と、透光性が著しく低下しがちである。 前記酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層また
は酸化チタン層はZnO層と同様にして、たとえば
Sn、Cd−Sn合金、Tiなどを酸素雰囲気で反応性
スパツタ法や蒸着法で形成したり、その酸化物タ
ーゲツトなどを用いたスパツタ法や、Sn化合物、
Cd化合物とSn化合物との混合液、Ti化合物など
を用いた熱分解法などにより形成してもよい。 このようにして形成された酸化スズ層、カドミ
ウムスズ酸化物層または酸化チタン層の組成は、
化学量論比からずれているものが多く、酸素成分
の少ないものが一般的である。たとえば製造条件
にもよるが、酸化スズ層のばあいにはSnO〜
SnO2の範囲の組成の層が、カドミウムスズ酸化
物層のばあいにはCd2SnO2〜Cd2SnO4の範囲の組
成の層が、また酸化チタン層のばあいにはTiO〜
TiO2の範囲の組成の層が一般に形成される。 このようにして製造された本発明の透光性導電
基板を用いて、たとえばアモルフアスシリコンを
含む太陽電池やセンサーなどを製造すると、大面
積で高変換効率（11％）の太陽電池がえられた
り、可視高域で感度が高いセンサーがえられる。 つぎに本発明の透光性導電基板を実施例にもと
づき説明する。 実施例および比較例 白板ガラス／ZnO基板（可視光透過率83％、シ
ート抵抗5Ω／□）にSnO2層を30Å、50Å、100
Å、200Å、300Å、500Å、1000Å、5000Åと厚
さを変えてスパツタ法で形成した。 えられた基板に基板温度200℃、グロー放電分
解法でｐ型ａ−SiC：Ｈ 100Å、ｉ型ａ−Si：
Ｈ 5000Å、ｎ型μc−Si：Ｈ 300Åを形成し、
さらにAl電極を蒸着して1.5cm2の太陽電池を作製
し、AM−１、100ｍＷ／cm2の凝似太陽光で太陽
電池性能を調べた。結果を第１表に示す。 比較としてSnO2層を設けないばあいについて
も同様にして太陽電池を作製し、太陽電池性能を
調べた。結果を第１表にあわせて示す。
SnO2、Cd2SnO4、ITO、ITO／SnO2、In2O3など
よりも低抵抗でかつ透光性が高いため、透明電極
の分野に使用する試みがなされている。 しかしながら、たとえば太陽電池の入光側の基
板として用いようとして、透光性基板上にZnO層
を形成し、その上にSiH4やSiF4＋H2などの水素
原子を含有するガスを用いて、グロー放電分解法
や光CVD法などにより半導体層を形成しても、
太陽電池特性を示さなかつたり、たとえ太陽電池
特性を示したとしても交換効率が１％以下と極め
て小さい。またZnO層には空気に触れると変色し
やすいという欠点もある。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、ZnOを透明電極として使用し、その
上に水素原子を含むガスからグロー放電分解法や
光CVD法などにより半導体層を形成して太陽電
池を製造すると、太陽電池特性を全くあるいはほ
とんど示さないという問題や、空気に触れると変
色するという問題を解決するためになされたもの
である。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、透光性基板／ZnO層／酸化スズ層、
カドミウムスズ酸化物層または酸化チタン層なる
構造を有し、前記酸化スズ層、カドミウムスズ酸
化物層または酸化チタン層が導電性であることを
特徴とする透光性導電基板に関し、ZnO層上に設
けた酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層または
酸化チタン層でもつて、水素原子を含有するガス
状物を分解する際に副生する活性水素がZnOにダ
メージを与えることを防止し、良好な太陽電池特
性を示す半導体素子を与えたり、空気で変色した
りしにくいようにしたものである。 ［実施例］ 本発明に用いる透光性基板としては、青板、白
板などの可視光に対して透明なガラス基板や、人
工サフアイヤ、石英、その他のセラミツクスなど
からの基板、PETなどの耐熱性高分子フイルム
製の基板などがあげられる。このような透光性基
板としては、通常、厚さ0.1〜10mm程度のものが
使用され、無反射処理をしないものであつてもよ
く、該処理をしたものであつてもよく、可視光に
対して透明であり、必要とされる強度を有するか
ぎりとくに限定はない。 本発明におけるZnO層は透明電極として使用さ
れるため、可視光に対して透明であり、透明電極
として要望される電導性、すなわちシート抵抗が
20Ω／□以下、好ましくは10Ω／□以下、さらに
好ましくは1Ω／□以下程度であることが必要で
ある。それゆえ、ZnO層の厚さとしては100Å〜
1μｍであることが好ましく、要すればAgなどで
ドープして電導性を上げてもよい。 前記ZnO層はガラスなどの透光性基板上に、た
とえばZnターゲツトなどを用いた通常の反応性
スパツタ法やZnOターゲツトを用いるスパツタ
法、Zn化合物をスプレーや浸漬によりコートし
て熱分解する方法などにより形成すればよい。 ZnO層をAgなどでドープするばあいには、ス
パツタ法によるときはZn中にAgなどを混入させ
てスパツタしたり、薄いAg層などをZnO層にサ
ンドイツチしたりすればよく、熱分解法によると
きはZn化合物中にAg化合物などを混入させたり
して熱分解すればよい。このようにZnO層中に
Agなどを0.1〜2000ppm程度ドープすることによ
り、ZnO層の電導性を1000〜100Ω／□程度から
50〜0.5Ω／□程度にあげることができる。 本発明に用いる導電性の層である酸化スズ層、
カドミウムスズ酸化物層または酸化チタン層は、
水素原子を含有するガス状物をグロー放電分解法
や光CVD法などにより分解するばあいに副生す
る活性水素によりZnO層が損傷をうけ、還元され
るのを防止したり、空気に触れてZnO層、とくに
ドープ剤のAgが変色するのを防止するために
ZnO層上に設けられる層である。該層の目的を充
分はたすためには、その厚さは50〜10000Åであ
ることが好ましく、100〜5000Åであることがさ
らに好ましく、100〜1000Åであることに好まし
く、100〜500Åであることがとくに好ましい。該
層の厚さが50Å未満になると、スパツタ法や熱分
解法などによりZnO層と同様にして層を形成して
も、ZnO層を均一に斑なくおおうことができなく
なりがちであり、また10000Åをこえて厚くする
と、透光性が著しく低下しがちである。 前記酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層また
は酸化チタン層はZnO層と同様にして、たとえば
Sn、Cd−Sn合金、Tiなどを酸素雰囲気で反応性
スパツタ法や蒸着法で形成したり、その酸化物タ
ーゲツトなどを用いたスパツタ法や、Sn化合物、
Cd化合物とSn化合物との混合液、Ti化合物など
を用いた熱分解法などにより形成してもよい。 このようにして形成された酸化スズ層、カドミ
ウムスズ酸化物層または酸化チタン層の組成は、
化学量論比からずれているものが多く、酸素成分
の少ないものが一般的である。たとえば製造条件
にもよるが、酸化スズ層のばあいにはSnO〜
SnO2の範囲の組成の層が、カドミウムスズ酸化
物層のばあいにはCd2SnO2〜Cd2SnO4の範囲の組
成の層が、また酸化チタン層のばあいにはTiO〜
TiO2の範囲の組成の層が一般に形成される。 このようにして製造された本発明の透光性導電
基板を用いて、たとえばアモルフアスシリコンを
含む太陽電池やセンサーなどを製造すると、大面
積で高変換効率（11％）の太陽電池がえられた
り、可視高域で感度が高いセンサーがえられる。 つぎに本発明の透光性導電基板を実施例にもと
づき説明する。 実施例および比較例 白板ガラス／ZnO基板（可視光透過率83％、シ
ート抵抗5Ω／□）にSnO2層を30Å、50Å、100
Å、200Å、300Å、500Å、1000Å、5000Åと厚
さを変えてスパツタ法で形成した。 えられた基板に基板温度200℃、グロー放電分
解法でｐ型ａ−SiC：Ｈ 100Å、ｉ型ａ−Si：
Ｈ 5000Å、ｎ型μc−Si：Ｈ 300Åを形成し、
さらにAl電極を蒸着して1.5cm2の太陽電池を作製
し、AM−１、100ｍＷ／cm2の凝似太陽光で太陽
電池性能を調べた。結果を第１表に示す。 比較としてSnO2層を設けないばあいについて
も同様にして太陽電池を作製し、太陽電池性能を
調べた。結果を第１表にあわせて示す。
【表】
第１表の結果からわかるように、SnO2層を設
けないときにはほとど太陽電池性能がみられない
が、SnO2層をわずか30Åつけるだけで著しく改
善され、とくに50Å以上ではηが大巾に改善され
ることがわかる。一方、SnO2層を1000Åをこえ
て設けると透過率が低くなるためにとくにJscが
減少するが、5000ÅでもSnO2層を設けないとき
に比べると大巾に太陽電池性能が改善されてお
り、ZnO層の表面にSnO2層を設けることの効果
が極めて大きいことがわかる。 また、Al電極のかわりにAg電極のような反射
率の高い電極を用い、粗面化した基板を用いると
12％以上の高変換効率がえらえる。 このようにZnO層の上にSnO2層をつけること
により、シラン化合物のように水素を含む化合物
のグロー放電分解や光CVDで発生する活性水素
によつてZnOが変質し、半導体層との接合を低下
させる原因をSnO2層でカバーしているものと推
定される。 同様の実験をSnO2のかわりにCdxSnOyやTiO2
で実施しても同じような効果がみられることから
も上記推定が正しいものと考えられる。 ［発明の効果］ ZnO層のみを設けた基板を用いて太陽電池を形
成してもほとんど太陽電池性能がみとめられない
が、本発明の透光性導電基板を用いて太陽電池を
製造すると、太陽電池性能は著しく改善され、
ZnOのシート抵抗を低くすることができる。とく
に１cm2以上の太陽電池でもFFが75％という良好
な値がえられ、Ag電極と併用したり、もとの基
板を粗面化するなどすることにより、12％以上の
高効率がえられる。
けないときにはほとど太陽電池性能がみられない
が、SnO2層をわずか30Åつけるだけで著しく改
善され、とくに50Å以上ではηが大巾に改善され
ることがわかる。一方、SnO2層を1000Åをこえ
て設けると透過率が低くなるためにとくにJscが
減少するが、5000ÅでもSnO2層を設けないとき
に比べると大巾に太陽電池性能が改善されてお
り、ZnO層の表面にSnO2層を設けることの効果
が極めて大きいことがわかる。 また、Al電極のかわりにAg電極のような反射
率の高い電極を用い、粗面化した基板を用いると
12％以上の高変換効率がえらえる。 このようにZnO層の上にSnO2層をつけること
により、シラン化合物のように水素を含む化合物
のグロー放電分解や光CVDで発生する活性水素
によつてZnOが変質し、半導体層との接合を低下
させる原因をSnO2層でカバーしているものと推
定される。 同様の実験をSnO2のかわりにCdxSnOyやTiO2
で実施しても同じような効果がみられることから
も上記推定が正しいものと考えられる。 ［発明の効果］ ZnO層のみを設けた基板を用いて太陽電池を形
成してもほとんど太陽電池性能がみとめられない
が、本発明の透光性導電基板を用いて太陽電池を
製造すると、太陽電池性能は著しく改善され、
ZnOのシート抵抗を低くすることができる。とく
に１cm2以上の太陽電池でもFFが75％という良好
な値がえられ、Ag電極と併用したり、もとの基
板を粗面化するなどすることにより、12％以上の
高効率がえられる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透光性基板／ZnO層／酸化スズ層、カドミウ
ムスズ酸化物層または酸化チタン層なる構造を有
し、前記酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層ま
たは酸化チタン層が導電性であることを特徴とす
る透光性導電基板。 ２ 透光性基板がガラス基板である特許請求の範
囲第１項記載の透光性導電基板。 ３ 酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層または
酸化チタン層の厚さが50〜10000Åである特許請
求の範囲第１項記載の透光性導電基板。 ４ 酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層または
酸化チタン層の厚さが100〜5000Åである特許請
求の範囲第１項記載の透光性導電基板。 ５ 酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層または
酸化チタン層の厚さが100〜1000Åである特許請
求の範囲第１項記載の透光性導電基板。 ６ ZnO層がスパツタ法または熱分解法で形成さ
れる特許請求の範囲第１項記載の透光性導電基
板。 ７ 酸化スズ層、カドミウムスズ酸化物層または
酸化チタン層がスパツタ法または熱分解法で形成
される特許請求の範囲第１項、第３項、第４項ま
たは第５項記載の透光性導電基板。 ８ 透光性導電基板が、グロー放電分解法または
光CVD法でアモルフアスシリコン系太陽電池を
製造するのに使用される特許請求の範囲第１項、
第２項、第３項、第４項、第５項、第６項または
第７項記載の透光性導電基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251175A JPS61128413A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 透光性導電基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251175A JPS61128413A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 透光性導電基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128413A JPS61128413A (ja) | 1986-06-16 |
| JPH058526B2 true JPH058526B2 (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=17218797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59251175A Granted JPS61128413A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 透光性導電基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128413A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7641357B2 (en) | 2004-07-28 | 2010-01-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting module and light-emitting system |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59251175A patent/JPS61128413A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| THIN SOLID FILMS=1983 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61128413A (ja) | 1986-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |